物理-2021年高考高三5月全国大联考考后（强化卷广东卷）含答案解析

2021年高三5月大联考考后强化卷（广东卷）

物  理

本卷满分100分，考试时间75分钟。

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．2021年1月3日消息，诺贝尔官方称居里夫人“笔记”仍具放射性，还将持续1500年。关于放射性元素、衰变和半衰期，下列说法正确的是（　　）

A．衰变成要经过4次衰变和3次哀变

B．放射性元素的半衰期不仅与核内部身因素有关，还与质量有关

C．一个放射性原子核，发生一次衰变，则它质子数减少一个，中子数增加一个

D．原子核衰变时满足电荷数和质量数守恒

2．如图所示，倾角的传送带以速度顺时针运转，两传动轮之间的距离足够长，质量的滑块从左侧底端以一定速度滑上传送带，滑块在传送带上运动的图像如图所示，已知此过程传送带的速度保持不变（），则在图示时间内（　　）

A．滑块与传送带间的动摩擦因数

B．0~4s内，传送带对滑块做功56 J

C．0~4s内，滑块对传送带做功156 J

D．0~4s内，系统产生的内能为20 J

3．如图所示是某次排球比赛中的场景图，球员甲接队友的一个传球，在网前L=3 m处起跳，在离地面高H=3 m处将球以v0=10 m/s的速度正对球网水平击出，对方球员乙刚好在进攻路线的网前，她可利用身体任何部位进行拦网阻击。假设球员乙的直立和起跳拦网高度分别为h1=2.30 m和h2=2.75 m，g取10 m/s2下列情景中，球员乙可能拦网成功的是（　　）

A．乙在网前直立不动 B．乙在甲击球时同时起跳离地

C．乙在甲击球后0.25 s起跳离地 D．乙在甲击球前0.6s起跳离地

4．如图所示是港珠澳大桥上一段半径约为120 m的圆弧形弯道，路面水平，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为压力的0.8倍，下雨时路面对轮胎的径向最大静摩擦力变为压力的0.4倍，若汽车通过圆弧形弯道时做匀速圆周运动，汽车可视为质点，取重力加速度g=10 m/s2，下列说法正确的是（　　）

A．汽车以72 km/h的速率通过此圆弧形弯道时的向心加速度约为43.2 m/s2

B．汽车以72 km/h的速率通过此圆弧形弯道时的角速度约为0.6 rad/s

C．晴天时，汽车以100 km/h的速率可以安全通过此圆弧形弯道

D．下雨时，汽车以60 km/h的速率通过此圆弧形弯道时将做离心运动

5．如图所示为体操男子吊环比赛中某个动作的模拟图，运动员静止不动，两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角。则下列判断正确的是（　　）

A．两根吊带的拉力大小不一定相等

B．两个吊环对运动员的作用力的合力一定竖直向上

C．吊环对手的作用力与手对吊环的作用力是一对平衡力

D．从图示状态，运动员将两吊带缓慢向两边撑开的过程中，吊带上的张力缓慢增大

6．如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab5 cm，bc12 cm，其中ab沿电场线方向，bc和电场线方向成60角，一个电荷量为q4108 C的正电荷从a点移到b点时静电力做功为W11.210-7 J，则（　　）

A．匀强电场的场强的大小E=3 V/m

B．将电荷q由b移到c，电场力做功J

C．a、c两点的电势差

D．

7．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈与热水器、抽油烟机连接．已知副线圈上的电压按图乙所示规律变化，现闭合开关S接通抽油烟机，下列说法正确的是（　　）

A．电压表示数为V

B．热水器消耗的功率变大

C．变压器的输入功率变大

D．副线圈两端电压的瞬时值表达式u＝sin（50πt）V

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8．2020年7月23日，我国的“天问一号”火星探测器，搭乘着长征五号遥四运载火箭﹐成功从地球飞向了火星，如图所示为“天问一号”发射过程的示意图，从地球上发射之后经过地火转移轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道，经变轨调整后，进入着陆准备轨道，已知“天问一号”火星探测器在轨道半径为r的环火星圆轨道上运动时，周期为，在半长轴为a的着陆准备轨道上运动时，周期为，则下列判断正确的是（　　）

A．“天问一号”在环火星圆轨道和着陆准备轨道上运动时满足

B．火星的平均密度一定大于

C．“天问一号”在环火星圆轨道和着陆准备椭圆轨道上运动经过交汇点A时，两者加速度相等

D．“天问一号”在环火星圆轨道上的机械能小于其在着陆准备轨道上的机械能

9．一枚火箭由地面竖直向上发射的速度—时间图像如图所示，则关于火箭运动情况正确的说法是（　　）

A．火箭先向上，然后又向下运动

B．火箭在时刻上升至最高点B

C．火箭在B点的速度达到最大值

D．火箭在AB段的加速度比OA段的加速度大

10．如图所示，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ水平放置，轨道间距为L。现有一个质量为m，长度为L的导体棒ab垂直于轨道放置，且与轨道接触良好，导体棒和轨道电阻均可忽略不计。有一电动势为E、内阻为r的电源通过开关S连接到轨道左端，另有一个定值电阻R也连接在轨道上，且在定值电阻右侧存在着垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。现闭合开关S，导体棒ab开始运动，则下列叙述中正确的有

A．导体棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当速度达到最大时导体棒中无电流

B．导体棒所能达到的最大速度为

C．导体棒稳定运动时电源的输出功率为

D．导体棒稳定运动时产生的感应电动势为E

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第11~14题为必考题，每道试题考生都必须作答。第15、16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题：共42分。

11．（6分）测量物块与水平桌面之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。

（1）下列选项中，符合实验中必要的措施及要求的是_________。

A．细绳必须与桌面平行

B．接通电源和释放物块同时进行

C．物块的质量远大于砂和砂桶的总质量

D．先平衡摩擦力，再进行实验

（2）实验中获得的一条比较理想的纸带如图所示，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出。已知打点计时器的工作频率为，则此次实验物块运动时在内的速度平均增量为__________。（计算结果保留2位有效数字）

（3）在（2）中，若物块的质量为，砂和砂桶的总质量为，当地的重力加速度，则物块与水平桌面的动摩擦因数为__________。（计算结果保留2位有效数字）

12．（10分）兴趣学习小组将电压表改装成测量物体质量的仪器，如图1所示。

所用实验器材有：

直流电源：电动势为E，内阻为r；

理想电压表V：量程；

滑动变阻器R：规格；

竖直固定的粗细均匀的直电阻丝：总长为，总阻值为；

竖直弹簧：下端固定于水平地面，上端固定秤盘，弹簧上固定一水平导体杆，导体杆右端点P与直电阻丝接触良好且无摩擦；

开关S以及导线若干。

实验步骤如下：

（1）秤盘中未放被测物前，将导体杆右端点P置于直电阻丝上端a处，秤盘处于静止状态。

（2）直流电源的图象如图2所示，则电源电动势_______V，内阻_______。

（3）在弹簧的弹性限度内，在秤盘中轻轻放入被测物，待秤盘静止平衡后，导体杆右端点P正好处于直电阻丝下端b处，要使此时电压表达到满偏，则滑动变阻器R接入电路的阻值为_______。已知弹簧的劲度系数，当地重力加速度，则被测物的质量_______。由此在电压表的刻度盘上标示相应的质量数值，即将该电压表改装成了测量物体质量的仪器，则质量刻度是______（填“均匀”或“非均匀”）的。

（4）直流电源使用较长时间后，电动势E减小，内阻r增大。在此情况下，改装成的测量物体质量的仪器的数与被测的质量的真值相比________（填“偏大”“偏小”或“相同”）。

13．（12分）如图所示，粗糙水平地面与半径为的粗糙半圆轨道相连接，且在同一竖直平面内，O是的圆心，在同一竖直线上。质量为的小物块在水平恒力的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动，当小物块运动到B点时撤去F，小物块沿半圆轨道运动恰好能通过D点，已知A、B间的距离为，小物块与地面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取。求：

（1）小物块运动到B点时速度大小；

（2）小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小；

（3）小物块从B运动到D克服摩擦力所做的功。

14．（14分）如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内，y轴与x=d之间，有沿x轴正向的匀强电场，在第二象限内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，在x轴上P（-d，0）点，沿y轴正向发射一个质量为m、电荷量大小为q的带负电粒子，粒子的速度大小为vo，粒子刚好从坐标原点O射出磁场；若只增大粒子的发射速度大小，使粒子垂直y轴射出磁场，结果粒子在电场中运动d的距离，速度为零，不计粒子的重力，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度大小；

（2）匀强电场的电场强度大小；

（3）继续增大粒子的发射速度大小，要使粒子不能从x=d射出电场，粒子的发射速度最大为多少。

（二）选考题：共12分。请考生从15、16两题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

15．[选修3–3]（12分）

（1）（4分）一定量的理想气体从状态开始，经历、、三个过程回到原状态，其图象如图所示。则过程中气体一定________（选填“吸热”或“放热”），过程中容器壁单位面积受到气体分子的撞击力一定________（选填“减小”或“增大”），、过程中，压强逐渐________（选填“减小”或“增大”）。

（2）（8分）如图，某材料制备系统由供气瓶、反应室、 加热器和真空泵等设备组成。供气瓶的容积为，储存的气体压强为，反应室的容积为。制备材料前，反应室处于真空状态，关闭所有阀门。制备材料时，先打开阀门1，供气瓶向反应室缓慢供气，当反应室气压达到时，关闭阀门1；对反应室内气体缓慢加热，使其从室温升到，进行材料合成。实验结束后，待反应室温度降至室温，将其抽至真空状态。环境温度恒定，忽略材料体积，气体不参与反应。

（ⅰ）加热后，求反应室内气体的压强（结果保留3位有效数字）。

（ⅱ）当供气瓶剩余气体压强降到时，需更换新的供气瓶，供气瓶最多能给反应室充气多少次？

16．[物理——选修3–4]（12分）

（1）（4分）有一列沿x轴传播的简谐横波，在某一时刻它的波形图如图甲所示，和是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻起某同学记录下了质点在一段时间内的振动图像，如图乙所示。该列简谐横波的速度为____________，沿轴________方向传播，时质点距离平衡位置最远，其加速度最大，且加速度方向沿轴________方向。

（2）（8分）光导纤维是传光的细圆玻璃丝，每根纤维分内外两层。一束光由光纤端面从空气射向内层材料，经内、外层材料的分界面发生多次全反射后呈锯齿形的路线可以无损地传到另一端。如图为一根光纤的截面图，左端面与两种材料的界面垂直，当光从端面的圆心O入射后，在从光纤的一端传到另一端的过程中光线不从内壁漏掉时，入射角的最大值为。已知内层和外层材料的折射率分别为n1和n2（n1 > n2），光在真空（空气）中的传播速度为c。求：

（ⅰ）的值；

（ⅱ）若光纤的长度为l，光以射入后在光纤中传播的时间。

2021年高三5月大联考考后强化卷（广东卷）

物理·全解全析

1．D【解析】A．由于衰变一次质量数减少4，所以衰变的次数为，衰变的次数为，即衰变成要经过4次衰变和2次哀变，故A错误；B．放射性元素的半衰期仅与核内部身因素有关，与其他条件无关，故B错误；C．衰变实质上是原子核内的一个中子变为一个质子，同时释放出一个电子的过程，所以发生一次衰变，则它质子数增加一个，中子数减少一个，故C错误；D．原子核衰变时满足电荷数和质量数守恒，故D正确。故选AD。

2．C【解析】A．根据图像可知，物块向上加速后匀速，加速过程，，解得，故A错误；B．根据能量守恒，0~4 s内，传送带对滑块做功，，解得，故B错误；C．0~4s内，滑块对传送带做功，故C正确；D．0~4s内，系统产生的内能为 ，，解得0~4s内，系统产生的内能为28 J，故D错误。故选C。

3．B【解析】A．排球运动到乙位置的过程的时间为，该段时间排球下降的距离为，此时排球离地高度为，故乙在网前直立不动拦不到，A错误；B．球员乙起跳拦网高度为，跳起的高度为，竖直上抛运动的下降时间与上升时间相等，故有，故乙在甲击球时同时起跳离地，在球到达乙位置时，运动员乙刚好到达最高点，可以拦住，B正确；C．结合选项B的分析，乙在甲击球后0.25 s起跳离地，初速度为，上升时间，时球到达乙位置，上升的高度为，，拦网不成功，C错误；D．乙在甲击球前0.3s起跳离地，经过0.6s刚好落地，够不到球了，D错误。故选B。

4． C【解析】AB．汽车通过此圆弧形弯道时做匀速圆周运动，轨道半径R=120m，运动速率v=72 km/h=20 m/s。向心加速度为，角速度，故AB错误；C．以汽车为研究对象，当路面对轮胎的径向摩擦力指向内侧且达到径向最大静摩擦力时，此时汽车的速率为安全通过圆弧形弯道的最大速率vm。设汽车的质量为m，在水平方向上根据牛顿第二定律得，在竖直方向有：FN=mg，径向最大静摩擦力变为正压力的0.8倍，即：fm=kFN，联立得，解得：vm≈111.6km/h，所以晴天时，汽车以100 km/h的速率可以安全通过此圆弧形弯道，故C正确；D．下雨时，路面对轮胎的径向最大静摩擦力变为正压力的0.4倍，有：，解得：vm=78.8 km/h＞60 km/h，所以汽车客运安全通过此圆弧形弯道而不做离心运动，故D错误。故选C。

5． B【解析】A．因为两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角，所以两根吊带的拉力大小一定相等。A错误；B．运动员静止不动，所以合力为零，则两个吊环对运动员的作用力的合力与重力平衡，即方向竖直向上。B正确；C．吊环对手的作用力与手对吊环的作用力是一对作用力与反作用力。C错误；D．从图示状态，运动员将两吊带缓慢向两边撑开的过程中，吊带与竖直方向的夹角先减小后增大，则吊带上的张力先减小后增大。D错误。故选B。

6．C【解析】A．由题知，ab=5cm0.05m，bc=12cm=0.12m，由W1=qELab，得，故A错误；B．电荷从b移到c电场力做功为，故B错误；CD．电荷从a移到c电场力做功为，则a、c两点的电势差为，故C正确，D错误。故选C。

7．C【解析】A．根据变压器电压与匝数关系，有，则电压表示数为1100V，故A错误；B．接通开关，副线圈所接电路电阻减小，但是副线圈的电压并不变，根据分压原理，定值电阻所分电压变大，热水器两端电压变小，所以消耗功率变小，故B错误；C．接通开关，电流变大，电压不变，所以副线圈消耗的功率增大，输入功率等于输出功率，变压器的输入功率增大。故C正确；D．由图乙可以知道，交变电流的峰值为，则副线圈两端电压的瞬时值表达式u＝sin（100πt）V，故D错误。故选C。

8．BC【解析】A．由开普勒第三定律，故A错误；B．假设“天问一号”在火星表面附近做圆周运动时，周期为，则火星的平均密度可表示为，由，可知，故，故B正确；C．飞船在环火星圆轨道经过A点和着陆准备椭圆轨道经过A点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等，故C正确；D．“天问一号”由环火星圆轨道变轨到着陆准备轨道，需要在远火点减速，故机械能减小，故D错误。故选B。

9．CD【解析】AB．由速度图象看出，速度均是正值，说明火箭一直向上运动，时刻速度为零，上升到最高点，故AB错误；C．根据速度的数值看出，火箭在B点的速度达到最大值，故C正确；D．速度图线的斜率表示加速度，斜率越大，加速度越大，由图象可知AB段斜率大于OA段的斜率，因此火箭在AB段的加速度大于OA段的加速度，故D正确。

10．AB【解析】A．闭合开关S，导体棒受到安培力向右同时导体棒切割磁感线产生感应电动势，且方向与电源电动势相反，电流减小，安培力减小，加速度减小，当导体棒的电动势和定值电阻R两端电压大小相等时，导体棒中电流为零，导体棒做匀速运动，速度达到最大，故A正确；B．由A分析可知，得，故B正确；C．导体棒稳定运动时电源的输出功率为，故C错误；D．导体棒稳定运动时导体棒中电流为零，感应电动势与电源两端的路端电压相等，即，故D错误。故选AB。

11．A（2分）  2.0（2分）  0.27（2分）

【解析】（1） A．实验中，为保证物块做匀变速运动或匀速运动，细绳必须与桌面平行，故A正确；B．必须先接通电源，待打点计时器稳定工作后再释放物块，故B错误；C．实验中，可以选物块和砂桶（含砂）构成的系统为研究对象，所以不需要满足物块的质量远大于砂和砂桶的总质量这一条件，故C错误；D．本实验的目的是测量动摩擦因数，所以实验中不需要平衡摩擦力，故D错误。故选A。

（2）利用逐差法有，根据加速度的定义可知，物块运动时在0.1 s内的速度增量为；

（3）根据牛顿第二定律有，代入数据得。

12．4.0（1分）  1（1分）  2（2分）  10（2分）  均匀（2分）  偏小（2分）

【解析】（2）图线与纵轴交点表示电动势，图线斜率表示内阻，可得，。

（3）电压表达到满偏时，设滑动变阻器R接入电路的阻值为，可得，解得。由平衡条件可得，解得，因为电压表示数与弹簧形变成正比，被测物的质量也与弹簧形变成正比，所以将该电压表改装成测量物体质量的仪器，则质量刻度是均匀的。

（4）直流电源使用较长时间后，电动势E减小，内阻r增大，电路中电流偏小，当右端点P处于相同位置时，电压表示数较小，改装成的测量物体质量的仪器的示数与被测物的质量的真实值相比偏小。

13．（1）  （2）160 N  （3）20 J

【解析】（1）小物块在水平面上从A运动到B的过程中，根据动能定理

（1分）

可得（2分）

（2）由向心力公式（1分）

可得FN=160 N（1分）

由牛顿第三定律可知，小物块对轨道B点的压力F′N=FN=160 N（2分）

（3）小物块沿半圆轨道运动恰好能通过D点，则有（1分）

可得（1分）

从B到D由动能定理（1分）

解得Wf=20 J（2分）

14．（1）  （2）  （3）3v0

【解析】（1）当粒子以大小为v0的速度射入磁场，

粒子在磁场中做圆周运动的半径（1分）

根据牛顿第二定律有 （1分）

解得 （1分）

（2）设粒子射出速度大小为v1，由题意知，粒子在磁场中做圆周运动的半径r2=d（1分）

根据牛顿第二定律 （1分）

粒子进入电场后，根据动能定理有 （1分）

解得（1分）

（3）设粒子射出速度增大为v时，粒子刚好不从x=d射出电场。设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有（1分）

设粒子出磁场时速度与x轴正向夹角为θ，根据几何关系有 （1分）

粒子出磁场时，沿x轴正向的分速度vx=vcosθ（1分）

粒子沿电场方向做匀减速运动，根据运动学公式有 （1分）

根据牛顿第二定律有qE=ma（1分）

解得v=3v0（2分）

15．（1）吸热（1分）  减小（1分）  增大（2分）

【解析】过程中气体体积不变，温度升高，与外界没有做功，但是从外界吸热，其内能增加； 过程中温度降低，气体分子的平均动能减小，体积增加，分子数密度减小，故容器壁单位面积受到气体分子的撞击力一定减小；过程温度不变，根据玻意耳定律可知体积减小时，压强增加。过程体积不变，根据查理定律可知，温度升高时，气体压强增加。

（2）①  ②次

【解析】①根据查理定律得（2分）

解得（2分）

②设可以供n次，则根据玻意耳定律得（2分）

解得次（2分）

16．（1）1.0 m/s（2分）  负（1分）  正（1分）

【解析】由图可知，波长λ=8 m，周期T=8 s，则该列简谐横波的波速，由振动图像可知，t=0时刻，质点N向上振动，可知波沿轴负方向传播；．时质点运动到最低点，则距离平衡位置最远，其加速度最大，且加速度方向沿轴正方向。

（2）（ⅰ）  （ⅱ）

【解析】（ⅰ）入射角越大，折射角越大，在内、外层接触处越容易发生折射，光越容易漏出。当入射角为最大值时，光在内、外层接触处发生全反射（1分）

，，（1分）

由（1分）

得（1分）

（ⅱ）光在光纤内经历的路程（1分）

光在光纤内运动的速度（1分）

光在光纤内运动的时间（2分）